services/keepstore/volume_unix.go

   1 // A UnixVolume is a Volume backed by a locally mounted disk.
   2 //
   3 package main
   4
   5 import (
   6         "fmt"
   7         "io"
   8         "io/ioutil"
   9         "log"
  10         "os"
  11         "path/filepath"
  12         "strconv"
  13         "strings"
  14         "syscall"
  15         "time"
  16 )
  17
  18 // IORequests are encapsulated Get or Put requests.  They are used to
  19 // implement serialized I/O (i.e. only one read/write operation per
  20 // volume). When running in serialized mode, the Keep front end sends
  21 // IORequests on a channel to an IORunner, which handles them one at a
  22 // time and returns an IOResponse.
  23 //
  24 type IOMethod int
  25
  26 const (
  27         KeepGet IOMethod = iota
  28         KeepPut
  29 )
  30
  31 type IORequest struct {
  32         method IOMethod
  33         loc    string
  34         data   []byte
  35         reply  chan *IOResponse
  36 }
  37
  38 type IOResponse struct {
  39         data []byte
  40         err  error
  41 }
  42
  43 // A UnixVolume has the following properties:
  44 //
  45 //   root
  46 //       the path to the volume's root directory
  47 //   queue
  48 //       A channel of IORequests. If non-nil, all I/O requests for
  49 //       this volume should be queued on this channel; the result
  50 //       will be delivered on the IOResponse channel supplied in the
  51 //       request.
  52 //
  53 type UnixVolume struct {
  54         root     string // path to this volume
  55         queue    chan *IORequest
  56         readonly bool
  57 }
  58
  59 func (v *UnixVolume) IOHandler() {
  60         for req := range v.queue {
  61                 var result IOResponse
  62                 switch req.method {
  63                 case KeepGet:
  64                         result.data, result.err = v.Read(req.loc)
  65                 case KeepPut:
  66                         result.err = v.Write(req.loc, req.data)
  67                 }
  68                 req.reply <- &result
  69         }
  70 }
  71
  72 func MakeUnixVolume(root string, serialize bool, readonly bool) *UnixVolume {
  73         v := &UnixVolume{
  74                 root:     root,
  75                 queue:    nil,
  76                 readonly: readonly,
  77         }
  78         if serialize {
  79                 v.queue = make(chan *IORequest)
  80                 go v.IOHandler()
  81         }
  82         return v
  83 }
  84
  85 func (v *UnixVolume) Get(loc string) ([]byte, error) {
  86         if v.queue == nil {
  87                 return v.Read(loc)
  88         }
  89         reply := make(chan *IOResponse)
  90         v.queue <- &IORequest{KeepGet, loc, nil, reply}
  91         response := <-reply
  92         return response.data, response.err
  93 }
  94
  95 func (v *UnixVolume) Put(loc string, block []byte) error {
  96         if v.readonly {
  97                 return MethodDisabledError
  98         }
  99         if v.queue == nil {
 100                 return v.Write(loc, block)
 101         }
 102         reply := make(chan *IOResponse)
 103         v.queue <- &IORequest{KeepPut, loc, block, reply}
 104         response := <-reply
 105         return response.err
 106 }
 107
 108 func (v *UnixVolume) Touch(loc string) error {
 109         if v.readonly {
 110                 return MethodDisabledError
 111         }
 112         p := v.blockPath(loc)
 113         f, err := os.OpenFile(p, os.O_RDWR|os.O_APPEND, 0644)
 114         if err != nil {
 115                 return err
 116         }
 117         defer f.Close()
 118         if e := lockfile(f); e != nil {
 119                 return e
 120         }
 121         defer unlockfile(f)
 122         now := time.Now().Unix()
 123         utime := syscall.Utimbuf{now, now}
 124         return syscall.Utime(p, &utime)
 125 }
 126
 127 func (v *UnixVolume) Mtime(loc string) (time.Time, error) {
 128         p := v.blockPath(loc)
 129         if fi, err := os.Stat(p); err != nil {
 130                 return time.Time{}, err
 131         } else {
 132                 return fi.ModTime(), nil
 133         }
 134 }
 135
 136 // Read retrieves a block identified by the locator string "loc", and
 137 // returns its contents as a byte slice.
 138 //
 139 // If the block could not be opened or read, Read returns a nil slice
 140 // and the os.Error that was generated.
 141 //
 142 // If the block is present but its content hash does not match loc,
 143 // Read returns the block and a CorruptError.  It is the caller's
 144 // responsibility to decide what (if anything) to do with the
 145 // corrupted data block.
 146 //
 147 func (v *UnixVolume) Read(loc string) ([]byte, error) {
 148         buf, err := ioutil.ReadFile(v.blockPath(loc))
 149         return buf, err
 150 }
 151
 152 // Write stores a block of data identified by the locator string
 153 // "loc".  It returns nil on success.  If the volume is full, it
 154 // returns a FullError.  If the write fails due to some other error,
 155 // that error is returned.
 156 //
 157 func (v *UnixVolume) Write(loc string, block []byte) error {
 158         if v.IsFull() {
 159                 return FullError
 160         }
 161         bdir := v.blockDir(loc)
 162         if err := os.MkdirAll(bdir, 0755); err != nil {
 163                 log.Printf("%s: could not create directory %s: %s",
 164                         loc, bdir, err)
 165                 return err
 166         }
 167
 168         tmpfile, tmperr := ioutil.TempFile(bdir, "tmp"+loc)
 169         if tmperr != nil {
 170                 log.Printf("ioutil.TempFile(%s, tmp%s): %s", bdir, loc, tmperr)
 171                 return tmperr
 172         }
 173         bpath := v.blockPath(loc)
 174
 175         if _, err := tmpfile.Write(block); err != nil {
 176                 log.Printf("%s: writing to %s: %s\n", v, bpath, err)
 177                 return err
 178         }
 179         if err := tmpfile.Close(); err != nil {
 180                 log.Printf("closing %s: %s\n", tmpfile.Name(), err)
 181                 os.Remove(tmpfile.Name())
 182                 return err
 183         }
 184         if err := os.Rename(tmpfile.Name(), bpath); err != nil {
 185                 log.Printf("rename %s %s: %s\n", tmpfile.Name(), bpath, err)
 186                 os.Remove(tmpfile.Name())
 187                 return err
 188         }
 189         return nil
 190 }
 191
 192 // Status returns a VolumeStatus struct describing the volume's
 193 // current state.
 194 //
 195 func (v *UnixVolume) Status() *VolumeStatus {
 196         var fs syscall.Statfs_t
 197         var devnum uint64
 198
 199         if fi, err := os.Stat(v.root); err == nil {
 200                 devnum = fi.Sys().(*syscall.Stat_t).Dev
 201         } else {
 202                 log.Printf("%s: os.Stat: %s\n", v, err)
 203                 return nil
 204         }
 205
 206         err := syscall.Statfs(v.root, &fs)
 207         if err != nil {
 208                 log.Printf("%s: statfs: %s\n", v, err)
 209                 return nil
 210         }
 211         // These calculations match the way df calculates disk usage:
 212         // "free" space is measured by fs.Bavail, but "used" space
 213         // uses fs.Blocks - fs.Bfree.
 214         free := fs.Bavail * uint64(fs.Bsize)
 215         used := (fs.Blocks - fs.Bfree) * uint64(fs.Bsize)
 216         return &VolumeStatus{v.root, devnum, free, used}
 217 }
 218
 219 // IndexTo writes (to the given Writer) a list of blocks found on this
 220 // volume which begin with the specified prefix. If the prefix is an
 221 // empty string, Index writes a complete list of blocks.
 222 //
 223 // Each block is given in the format
 224 //
 225 //     locator+size modification-time {newline}
 226 //
 227 // e.g.:
 228 //
 229 //     e4df392f86be161ca6ed3773a962b8f3+67108864 1388894303
 230 //     e4d41e6fd68460e0e3fc18cc746959d2+67108864 1377796043
 231 //     e4de7a2810f5554cd39b36d8ddb132ff+67108864 1388701136
 232 //
 233 func (v *UnixVolume) IndexTo(prefix string, w io.Writer) error {
 234         return filepath.Walk(v.root,
 235                 func(path string, info os.FileInfo, err error) error {
 236                         if err != nil {
 237                                 log.Printf("%s: IndexTo Walk error at %s: %s",
 238                                         v, path, err)
 239                                 return nil
 240                         }
 241                         locator := filepath.Base(path)
 242                         // Skip directories that do not match prefix.
 243                         // We know there is nothing interesting inside.
 244                         if info.IsDir() &&
 245                                 !strings.HasPrefix(locator, prefix) &&
 246                                 !strings.HasPrefix(prefix, locator) {
 247                                 return filepath.SkipDir
 248                         }
 249                         // Skip any file that is not apparently a locator, e.g. .meta files
 250                         if info.IsDir() || !IsValidLocator(locator) {
 251                                 return nil
 252                         }
 253                         // Print filenames beginning with prefix
 254                         if !strings.HasPrefix(locator, prefix) {
 255                                 return nil
 256                         }
 257                         _, err = fmt.Fprintf(w, "%s+%d %d\n",
 258                                 locator, info.Size(), info.ModTime().Unix())
 259                         return err
 260                 })
 261 }
 262
 263 func (v *UnixVolume) Delete(loc string) error {
 264         // Touch() must be called before calling Write() on a block.  Touch()
 265         // also uses lockfile().  This avoids a race condition between Write()
 266         // and Delete() because either (a) the file will be deleted and Touch()
 267         // will signal to the caller that the file is not present (and needs to
 268         // be re-written), or (b) Touch() will update the file's timestamp and
 269         // Delete() will read the correct up-to-date timestamp and choose not to
 270         // delete the file.
 271
 272         if v.readonly {
 273                 return MethodDisabledError
 274         }
 275         p := v.blockPath(loc)
 276         f, err := os.OpenFile(p, os.O_RDWR|os.O_APPEND, 0644)
 277         if err != nil {
 278                 return err
 279         }
 280         defer f.Close()
 281         if e := lockfile(f); e != nil {
 282                 return e
 283         }
 284         defer unlockfile(f)
 285
 286         // If the block has been PUT in the last blob_signature_ttl
 287         // seconds, return success without removing the block. This
 288         // protects data from garbage collection until it is no longer
 289         // possible for clients to retrieve the unreferenced blocks
 290         // anyway (because the permission signatures have expired).
 291         if fi, err := os.Stat(p); err != nil {
 292                 return err
 293         } else {
 294                 if time.Since(fi.ModTime()) < blob_signature_ttl {
 295                         return nil
 296                 }
 297         }
 298         return os.Remove(p)
 299 }
 300
 301 // blockDir returns the fully qualified directory name for the directory
 302 // where loc is (or would be) stored on this volume.
 303 func (v *UnixVolume) blockDir(loc string) string {
 304         return filepath.Join(v.root, loc[0:3])
 305 }
 306
 307 // blockPath returns the fully qualified pathname for the path to loc
 308 // on this volume.
 309 func (v *UnixVolume) blockPath(loc string) string {
 310         return filepath.Join(v.blockDir(loc), loc)
 311 }
 312
 313 // IsFull returns true if the free space on the volume is less than
 314 // MIN_FREE_KILOBYTES.
 315 //
 316 func (v *UnixVolume) IsFull() (isFull bool) {
 317         fullSymlink := v.root + "/full"
 318
 319         // Check if the volume has been marked as full in the last hour.
 320         if link, err := os.Readlink(fullSymlink); err == nil {
 321                 if ts, err := strconv.Atoi(link); err == nil {
 322                         fulltime := time.Unix(int64(ts), 0)
 323                         if time.Since(fulltime).Hours() < 1.0 {
 324                                 return true
 325                         }
 326                 }
 327         }
 328
 329         if avail, err := v.FreeDiskSpace(); err == nil {
 330                 isFull = avail < MIN_FREE_KILOBYTES
 331         } else {
 332                 log.Printf("%s: FreeDiskSpace: %s\n", v, err)
 333                 isFull = false
 334         }
 335
 336         // If the volume is full, timestamp it.
 337         if isFull {
 338                 now := fmt.Sprintf("%d", time.Now().Unix())
 339                 os.Symlink(now, fullSymlink)
 340         }
 341         return
 342 }
 343
 344 // FreeDiskSpace returns the number of unused 1k blocks available on
 345 // the volume.
 346 //
 347 func (v *UnixVolume) FreeDiskSpace() (free uint64, err error) {
 348         var fs syscall.Statfs_t
 349         err = syscall.Statfs(v.root, &fs)
 350         if err == nil {
 351                 // Statfs output is not guaranteed to measure free
 352                 // space in terms of 1K blocks.
 353                 free = fs.Bavail * uint64(fs.Bsize) / 1024
 354         }
 355         return
 356 }
 357
 358 func (v *UnixVolume) String() string {
 359         return fmt.Sprintf("[UnixVolume %s]", v.root)
 360 }
 361
 362 func (v *UnixVolume) Writable() bool {
 363         return !v.readonly
 364 }
 365
 366 // lockfile and unlockfile use flock(2) to manage kernel file locks.
 367 func lockfile(f *os.File) error {
 368         return syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX)
 369 }
 370
 371 func unlockfile(f *os.File) error {
 372         return syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_UN)
 373 }